水下浇筑混凝土旋挖灌柱桩施工技术及质量控制研究

水下浇筑混凝土旋挖灌柱桩施工技术及质量控制研究

袁坤

山东晟润水务集团有限公司

摘要：水利工程项目的建设对于区域经济的发展以及社会的稳定运行都具有至关重要的影响，为了更好地发挥出水利工程在保障国计民生中的作用价值，必须要确保水利工程的平稳运行。在大规模的水利工程施工建设过程中，钻孔灌注桩施工技术具有独特的应用优势。该技术在应用过程中施工效率较高、施工投入成本较低、施工适用性较强且施工周期较短，施工技术的应用并不会受到其他外界因素的影响，因此，在许多大型水利工程中都得到了广泛的应用。

关键词：水下浇筑混凝土；旋挖灌柱桩施工技术；质量控制

引言

现代建筑桩基础大多采用现浇混凝土桩，其根据成孔方式主要分为泥浆护壁成孔灌注桩、长螺旋钻孔压灌桩、（内夯）沉管灌注桩以及干作业成孔灌注桩。其中泥浆护壁成孔的方式由于其受地质环境影响小、施工速度较快、成孔质量较好等优点被广泛使用，但是由于其特有的施工方式，受场地大小限制，施工现场较为脏乱。干作业成孔施工方法能克服该问题，但是相比泥浆护壁成孔方式，其受地质环境影响大，质量控制不当导致桩底沉渣残余过多，从而引起桩基质量问题。

1钻孔灌注桩施工技术的概念

钻孔灌注桩施工技术其实是一种应用，在工程建设领域的施工方法，其施工原理就是利用机械钻孔的施工方式，通过人工挖掘或钢管及土等形式构建地基钻孔并且在桩孔内部设置钢筋笼，灌注混凝土后形成具有一定强度和支撑力的地状结构。钻孔灌注桩施工技术可以根据不同的程孔形式进行区分。相比于其他地基施工技术来说，钻孔灌注桩技术具有较为显著的应用优势。首先，在施工过程中钻孔灌注桩技术施工设备的振动感以及发出的噪音更小。其次，钻孔灌注桩技术的应用能够超过预制桩的桩径要求，确保桩体结构的稳定性。第三，钻孔灌注桩技术在多种地质条件下都能够应用，对于施工过程中地基地质条件的适应性良好。

2旋挖成孔灌注桩施工工艺

2.1施工工艺选择

旋挖成孔灌注桩宜用于黏性土、粉土、砂土、填土、碎石土及风化岩层，应根据不同的地层情况、地下水位埋深及其他周边环境情况，采用干作业成孔或泥浆护壁成孔工艺。本工程施工场地极为狭小，无法提供泥浆护壁成孔工艺所需的泥浆池；且由于周边环境的影响，需保证场区内的文明施工。因此采用干作业成孔工艺，施工工序为：桩位放样→钻机就位→埋设护筒→钻孔至设计深度→空转钻头清孔→吊放钢筋笼→灌注混凝土。

2.2桩位测量放样

施工单位可以聘请专业人员来开展测量放样工作。测量放样人员需要根据施工方案中的桩位分布情况和测量控制点情况,利用全站仪测定桩位的轴线和控制点。同时,测量放样人员还需要做好保护措施。当桩位测量完成后,测量放样人员需要确定桩点位置。只有测量结果合格,才能进入下一道工序。在桩位放线过程中,测量放样人员需要遵循相关质量标准。桩位测量放线允许偏差为：单排桩≤10mm；群桩≤20mm。测量放样人员需要利用水准仪,按照闭合水准路线将标高控制点引测到基坑内。

2.3护筒埋设

该钻孔灌注桩的护筒采用壁厚为3～5mm的钢护筒，内径不能比设计桩径小。护筒要有足够的刚度与强度，且接头与接缝部位不能漏水，同时要经得住反复使用。护筒根据桩位埋设，且保持垂直。将护筒埋设到位后插入钢筋，为桩架就位和对准创造便利，同时利用经纬仪与钢尺测量护筒中心和桩位中心间的偏差。对于护筒埋设深度，通常按照1～4m严格控制。若护筒底部土质相对较差或底部容易产生渗水，则要进行换土和分层夯实，之后才能进行护筒安放。将护筒安放到位后，还需在四周进行分层填土，同时将黏土夯实。在夯填过程中必须保持对称和均匀，以免护筒发生偏移。在夯填结束后，需再次检测各项技术指标，经检测确认合格后，开始后续施工。完成埋设的护筒，其顶部应比地下水位略高，避免地面上的雨水进入护筒。

2.4成孔

由于该工程具有成孔深度大、垂直度要求高、持力层土质坚硬等特征，在选择成孔设备时，要全面考量成孔设备的成孔深度、钻进动力及操控性能等各项关键参数，使各项关键参数满足成孔施工要求。在实际施工过程中，密切关注机械设备的工作状态，定期对机械设备展开维护保养。另外，施工单位还要高度重视如下几方面内容：钻孔前进行放样测量与目标定位，保障钢护筒埋置的精准可靠性。一般情况下，钢护筒直径应超过钻头直径200mm，钢护筒标高与基准标高之间的距离必须控制在100cm~200cm之间。通过对各类关键参数的合理控制，使筒壁垂直度满足标准要求。将钢护筒垂直放置在原土层上，挖至护筒孔位，利用旋挖机设备将钢护筒垂直下放到护筒内。

2.5泵压混凝土

当钻机钻至设计桩底标高后,施工人员需要利用混凝土泵,将混凝土泵入指定位置。此时,钻头活门会被混凝土冲开。施工人员需反复泵送混凝土。当混凝土面高出钻头1m时,施工人员需要提升钻具。在提钻过程中,施工人员需要将提钻速度控制在2.5m/min,并且根据提升速度来控制混凝土泵送量,从而保证混凝土面始终比钻头高1.5m。在桩身混凝土浇筑施工中,施工人员需要保证混凝土浇筑一次性完成。在浇筑前,施工人员需要保证混凝土供应的及时性、连续性,并根据实际情况来确定第二车混凝土到场时间,从而避免混凝土供应和运输的问题影响混凝土浇筑的连续性。

3长螺旋钻孔灌注桩施工质量控制措施

3.1施工工程质量控制

灌注桩施工过程中除常规质量控制外，需特别注意以下几点：（1）钻头需选用带保径装置的钻头。（2）钻进过程应随时检查钻杆的垂直度，若发现偏差应立即调整；钻进过程中遇软硬土层交界面或倾斜岩面，应保持低速、低钻压钻进，确保钻杆的垂直度满足要求。（3）钻进至持力层岩面时，需勘探人员进行判岩后再继续钻进，确保嵌岩深度满足设计要求。（4）钻孔结束后与吊放钢筋笼之前若间隔较长时间，必须严格执行清孔工序。

3.2施工注意事项

在桩基施工前,施工人员需要进行施工试桩。施工人员应根据施工现场的土质情况来确定钻进速度。另外,施工人员还应根据地质勘测报告来确定钻进深度。当钻头到达指定深度时,施工人员应保证钻机的瞬时电流值≥250A。由于长螺旋钻机较重,因此在施工前,施工人员必须保证场地平整。另外,施工人员还需要合理设置打桩路线,保证土体稳定,从而避免长螺旋钻机倾倒。在钻孔过程中,施工人员必须保证钻杆垂直度满足设计要求。钻杆长度较长,转动时上部摆动过大,因此,施工人员必须在钻架上增设导向架,避免钻杆转动时出现较大的摆动。除此之外,施工人员还需要仔细检查钻杆和接头情况。当主动钻杆弯曲时,施工人员要用千斤顶及时调正。在倾斜的软、硬底层钻进时,施工人员先要将钻杆吊起,再控制进尺。

结束语

水利工程的建设关系到了国计民生，水利工程的使用寿命以及运行质量牵动着每一个人的心。钻孔灌注桩技术的出现极大地提升了水利工程中低级结构的承载能力，能够有效地改善由于松软地质或地下水问题带来的地基结构不稳定性。因此，在施工过程中更应该把握施工技术要点，通过控制钻孔位置、做好材料配比、控制混凝土浇筑质量等技术手段，确保钻孔灌注桩技术的施工应用性能。

参考文献

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